Relationship Between Soil Factors, Quality and Yield Formation in Coffea arabica

doi:10.3969/j.issn.1000-2561.2020.06.001

Abstract

Abstract:

Soil factors play important roles in affecting the quality and yield of Coffea arabica. The purpose of the study was to provide an academic evidence for guiding the scientific fertilization, good quality and high yield, and identifying the primary indexes of quality, yield by investigation the variation of soil factors of C. arabica. The correlation, improved grey relational analysis, path analysis, and multiple linear regression analysis were conducted to identify the primary indexes of C. arabica quality and yield. The results showed that altitude was a key soil determinant of caffeine in C. arabica (-0.296 ^*), the prime determinant factors of total sugar content were soil organic matter (OM) (0.607^**) and available phosphorus (AP) (0.232^*), that for crude protein content were soil pH (-0.387^**) and OM (0.227^*), that for crude ash content was AP (0.334^**), that for water-soluble extracts content was altitude (-0.494^**), that for fat content was alkalystic nitrogen (AN) (-0.461^**), and that for the yield of C. arabica were available potassium (AK) (0.339^**) and OM (0.248^*). The results would be useful to guiding the screening of soil conditions, reducing the amounts of fertilizer and increasing the fertilizer-use efficiency in order to enhance the suitability and purpose of the excellent germplasm in C. arabica.

Key words: soil factors, Coffea arabica, correlation analysis, improved grey relational analysis, path analysis, regression analysis, quality, yield

CLC Number:

S571.2

ZHAO Mingzhu,GUO Tieying,MA Guanrun,XIAO Ziwei,BAI Xuehui,ZHOU Hua,SU Linlin. Relationship Between Soil Factors, Quality and Yield Formation in Coffea arabica[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2020, 41(6): 1065-1075.

Figures/Tables 7

References 32

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编号 Number	市（州） City (state)	县（区） Country (area)		镇（乡/地区） Town (township /district)	栽培管理水平 Management level of cultivation	种植年限 Years of cultivation	成土母质 Parent materials	土壤类型 Soil types	海拔 Altitude/m		鲜果产量 Fresh fruit yield/ (kg·hm^-2)
1	保山	龙陵区		镇安	中上	3	泥质岩类风化物	赤红壤	1380		17 500
2	保山	龙陵区		镇安	中等	4	玄武岩风化残坡积物	黄大土	1533		14 501
3	保山	龙陵区		镇安	中等	3	泥质岩类风化物	赤红壤	1490		17 500
4	保山	隆阳区		潞江	中上	4	泥质岩类风化物	赤红壤	1066		17 501
5	保山	隆阳区		潞江	中上	3	泥质岩类风化物	赤红壤	836		15 502
6	保山	隆阳区		芒宽	中等	3	泥质岩类风化物	赤红壤	817		11 503
7	怒江	泸水县		三利公司基地	中等	4	泥质岩类风化物	赤红壤	1083		15 504
8	怒江	泸水县		三利公司基地	差	5	泥质岩类风化物	赤红壤	1051		7 505
9	保山	隆阳区		潞江	中等	4	泥质岩类风化物	赤红壤	1308		16 000
10	德宏	芒市		戛中	差	6	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	827		12 000
11	德宏	芒市		遮放	中下	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	842		10 000
12	德宏	盈江县		拱腊	中等	5	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	942		18 000
13	德宏	盈江县		拱腊	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	896		14 000
14	德宏	盈江县		后谷基地	中下	4	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	900		13 000
15	德宏	盈江县		后谷基地	差	5	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	915		15 000
16	德宏	盈江县		翁冷	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	933		14 000
17	德宏	盈江县		翁冷	中上	3	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	893		13 000
18	临沧	云县		栗树乡	差	5	泥质岩类风化的残坡积物	红壤	1419		14 000
19	临沧	云县		栗树乡	中等	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1153		18 000
20	临沧	云县		幸福镇	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1272		13 000
21	临沧	云县		幸福镇	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1014		15 000
22	临沧	永德县		崇岗乡	差	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1186		14 000
23	临沧	永德县		崇岗乡	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1237		14 000
24	临沧	永德县		大雪山	中等	6	泥质岩类风化物	赤红壤	1183		18 000
编号 Number	市（州） City (state)		县（区） Country (area)	镇（乡/地区） Town (township /district)	栽培管理水平 Management level of cultivation	种植年限 Years of cultivation	成土母质 Parent materials	土壤类型 Soil types	海拔 Altitude/m	鲜果产量 Fresh fruit yield/ (kg·hm^-2)
25	临沧		临翔区	马台乡	中等	6	泥质岩类风化物	赤红壤	1205	19 000
26	临沧		双江县	沙河	中等	5	泥质岩类风化物	赤红壤	1196	12 500
27	临沧		沧源县	团结乡	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	黄壤	1650	13 000
28	临沧		耿马县	勐简乡	中等	2	泥质岩类风化物	赤红壤	1208	11 000
29	临沧		镇康县	南伞乡	中等	2	泥质岩类风化物	赤红壤	1120	9 000
30	临沧		镇康县	南伞乡	中上	4	泥质岩类风化物	赤红壤	1135	10 500
31	保山		隆阳区	潞江	中上	5	泥质岩类风化的残坡积物	黄壤	1385	14 000
32	普洱市		景东县	文景镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1170	11 000
33	普洱市		江城县	康平	中上	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1068	14 000
34	普洱市		思茅区	倚象镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	907	10 000
35	普洱市		思茅区	南屏乡	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1067	9 000
36	普洱市		宁洱县	普义乡	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1068	13 000
37	普洱市		宁洱县	宁洱墨江西村松江咖啡基地	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	898	12 000
38	普洱市		墨江县	雅邑乡	中下	1	泥质岩类风化的残坡积物	赤粘土	1066	8 000
39	普洱市		镇沅县	古城乡	中下	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1011	9 000
40	普洱市		景谷县	威远	中下	2	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1172	8 000
41	普洱市		景谷县	威远	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1081	17 000
42	普洱市		思茅区	龙潭乡	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	976	13 000
43	普洱市		景谷县	威远	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1135	10 500
44	普洱市		澜沧县	勐朗镇	中下	3	泥质岩类风化物	褐土	1203	13 000
45	普洱市		澜沧县	勐朗镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	褐土	1157	13 000
46	普洱市		澜沧县	勐朗镇	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	褐土	1046	15 000
47	普洱市		澜沧县	拉巴乡	中下	5	泥质岩类风化的残坡积物	褐土	1103	14 000
48	普洱市		澜沧县	拉巴乡	中等	5	泥质岩类风化的残坡积物	褐土	1097	14 000
49	普洱市		孟连县	景信乡	中等	7	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1015	12 000
50	普洱市		孟连县	景信乡	中上	6	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1024	14 000
51	普洱市		孟连县	娜允	中上	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1123	12 000
52	普洱市		景东县	文景镇	中等	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1203	11 000
53	普洱市		景东县	文景镇	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1157	11 000
54	普洱市		墨江县	娜允	中上	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1046	13 000
55	普洱市		江城县	康平	中上	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1103	14 000
56	普洱市		墨江县	雅邑乡	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1097	16 000
57	普洱市		镇沅县	古城乡	中下	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1015	16 000
58	普洱市		思茅区	倚象镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1019	17 000
59	普洱市		西盟县	勐梭	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1024	16 000
60	普洱市		孟连县	勐马镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1135	12 000
61	临沧		临翔区	马台乡	中等	2	泥质岩类风化的残坡积物	紫色土	1123	10 000
62	普洱市		孟连县	娜允	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1015	13 000
63	普洱市		孟连县	娜允	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1037	10 000
64	普洱市		西盟县	勐梭	中等	2	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1243	10 000
65	临沧		双江县	沙河	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	紫色土	1235	12 000

编号 Number	市（州） City (state)	县（区） Country (area)		镇（乡/地区） Town (township /district)	栽培管理水平 Management level of cultivation	种植年限 Years of cultivation	成土母质 Parent materials	土壤类型 Soil types	海拔 Altitude/m		鲜果产量 Fresh fruit yield/ (kg·hm^-2)
1	保山	龙陵区		镇安	中上	3	泥质岩类风化物	赤红壤	1380		17 500
2	保山	龙陵区		镇安	中等	4	玄武岩风化残坡积物	黄大土	1533		14 501
3	保山	龙陵区		镇安	中等	3	泥质岩类风化物	赤红壤	1490		17 500
4	保山	隆阳区		潞江	中上	4	泥质岩类风化物	赤红壤	1066		17 501
5	保山	隆阳区		潞江	中上	3	泥质岩类风化物	赤红壤	836		15 502
6	保山	隆阳区		芒宽	中等	3	泥质岩类风化物	赤红壤	817		11 503
7	怒江	泸水县		三利公司基地	中等	4	泥质岩类风化物	赤红壤	1083		15 504
8	怒江	泸水县		三利公司基地	差	5	泥质岩类风化物	赤红壤	1051		7 505
9	保山	隆阳区		潞江	中等	4	泥质岩类风化物	赤红壤	1308		16 000
10	德宏	芒市		戛中	差	6	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	827		12 000
11	德宏	芒市		遮放	中下	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	842		10 000
12	德宏	盈江县		拱腊	中等	5	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	942		18 000
13	德宏	盈江县		拱腊	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	896		14 000
14	德宏	盈江县		后谷基地	中下	4	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	900		13 000
15	德宏	盈江县		后谷基地	差	5	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	915		15 000
16	德宏	盈江县		翁冷	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	933		14 000
17	德宏	盈江县		翁冷	中上	3	泥质岩类风化的残坡积物	麻砖土	893		13 000
18	临沧	云县		栗树乡	差	5	泥质岩类风化的残坡积物	红壤	1419		14 000
19	临沧	云县		栗树乡	中等	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1153		18 000
20	临沧	云县		幸福镇	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1272		13 000
21	临沧	云县		幸福镇	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1014		15 000
22	临沧	永德县		崇岗乡	差	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1186		14 000
23	临沧	永德县		崇岗乡	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1237		14 000
24	临沧	永德县		大雪山	中等	6	泥质岩类风化物	赤红壤	1183		18 000
编号 Number	市（州） City (state)		县（区） Country (area)	镇（乡/地区） Town (township /district)	栽培管理水平 Management level of cultivation	种植年限 Years of cultivation	成土母质 Parent materials	土壤类型 Soil types	海拔 Altitude/m	鲜果产量 Fresh fruit yield/ (kg·hm^-2)
25	临沧		临翔区	马台乡	中等	6	泥质岩类风化物	赤红壤	1205	19 000
26	临沧		双江县	沙河	中等	5	泥质岩类风化物	赤红壤	1196	12 500
27	临沧		沧源县	团结乡	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	黄壤	1650	13 000
28	临沧		耿马县	勐简乡	中等	2	泥质岩类风化物	赤红壤	1208	11 000
29	临沧		镇康县	南伞乡	中等	2	泥质岩类风化物	赤红壤	1120	9 000
30	临沧		镇康县	南伞乡	中上	4	泥质岩类风化物	赤红壤	1135	10 500
31	保山		隆阳区	潞江	中上	5	泥质岩类风化的残坡积物	黄壤	1385	14 000
32	普洱市		景东县	文景镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1170	11 000
33	普洱市		江城县	康平	中上	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1068	14 000
34	普洱市		思茅区	倚象镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	907	10 000
35	普洱市		思茅区	南屏乡	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1067	9 000
36	普洱市		宁洱县	普义乡	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1068	13 000
37	普洱市		宁洱县	宁洱墨江西村松江咖啡基地	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	898	12 000
38	普洱市		墨江县	雅邑乡	中下	1	泥质岩类风化的残坡积物	赤粘土	1066	8 000
39	普洱市		镇沅县	古城乡	中下	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1011	9 000
40	普洱市		景谷县	威远	中下	2	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1172	8 000
41	普洱市		景谷县	威远	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1081	17 000
42	普洱市		思茅区	龙潭乡	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	976	13 000
43	普洱市		景谷县	威远	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1135	10 500
44	普洱市		澜沧县	勐朗镇	中下	3	泥质岩类风化物	褐土	1203	13 000
45	普洱市		澜沧县	勐朗镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	褐土	1157	13 000
46	普洱市		澜沧县	勐朗镇	中下	3	泥质岩类风化的残坡积物	褐土	1046	15 000
47	普洱市		澜沧县	拉巴乡	中下	5	泥质岩类风化的残坡积物	褐土	1103	14 000
48	普洱市		澜沧县	拉巴乡	中等	5	泥质岩类风化的残坡积物	褐土	1097	14 000
49	普洱市		孟连县	景信乡	中等	7	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1015	12 000
50	普洱市		孟连县	景信乡	中上	6	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1024	14 000
51	普洱市		孟连县	娜允	中上	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1123	12 000
52	普洱市		景东县	文景镇	中等	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1203	11 000
53	普洱市		景东县	文景镇	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1157	11 000
54	普洱市		墨江县	娜允	中上	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1046	13 000
55	普洱市		江城县	康平	中上	5	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1103	14 000
56	普洱市		墨江县	雅邑乡	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1097	16 000
57	普洱市		镇沅县	古城乡	中下	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1015	16 000
58	普洱市		思茅区	倚象镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1019	17 000
59	普洱市		西盟县	勐梭	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1024	16 000
60	普洱市		孟连县	勐马镇	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1135	12 000
61	临沧		临翔区	马台乡	中等	2	泥质岩类风化的残坡积物	紫色土	1123	10 000
62	普洱市		孟连县	娜允	中等	4	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1015	13 000
63	普洱市		孟连县	娜允	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1037	10 000
64	普洱市		西盟县	勐梭	中等	2	泥质岩类风化的残坡积物	赤红壤	1243	10 000
65	临沧		双江县	沙河	中等	3	泥质岩类风化的残坡积物	紫色土	1235	12 000

指标 Index	最大值 Max value	最小值 Min value	极差 Range	平均值 Mean value	标准差 SD	变异系数 CV/%
X1	1650.00	817.00	833.00	1106.37	167.30	15.13
X2	8.11	4.67	3.44	5.48	0.64	11.74
X3	55.89	4.32	51.57	29.01	13.24	45.64
X4	286.65	70.16	216.49	160.49	56.95	35.49
X5	670.80	7.50	663.3	189.20	182.70	96.54
X6	271.90	24.32	247.58	121.90	67.78	55.60
Z1	10.28	6.78	3.50	8.29	0.81	10.46
Z2	15.57	6.24	9.33	10.95	1.82	13.62
Z3	13.79	10.48	3.31	12.00	0.60	5.02
Z4	4.70	3.08	1.62	3.65	0.26	8.75
Z5	45.31	34.59	10.72	40.25	1.63	4.06
Z6	14.91	10.95	3.96	12.46	0.81	7.47
Y	19000.00	7505.00	11495.00	13223.00	2751.00	20.81

指标 Index	最大值 Max value	最小值 Min value	极差 Range	平均值 Mean value	标准差 SD	变异系数 CV/%
X1	1650.00	817.00	833.00	1106.37	167.30	15.13
X2	8.11	4.67	3.44	5.48	0.64	11.74
X3	55.89	4.32	51.57	29.01	13.24	45.64
X4	286.65	70.16	216.49	160.49	56.95	35.49
X5	670.80	7.50	663.3	189.20	182.70	96.54
X6	271.90	24.32	247.58	121.90	67.78	55.60
Z1	10.28	6.78	3.50	8.29	0.81	10.46
Z2	15.57	6.24	9.33	10.95	1.82	13.62
Z3	13.79	10.48	3.31	12.00	0.60	5.02
Z4	4.70	3.08	1.62	3.65	0.26	8.75
Z5	45.31	34.59	10.72	40.25	1.63	4.06
Z6	14.91	10.95	3.96	12.46	0.81	7.47
Y	19000.00	7505.00	11495.00	13223.00	2751.00	20.81

指标Index	X1	X2	X3	X4	X5	X6	Z1	Z2	Z3	Z4	Z5	Z6
X2	-0.203
X3	0.116	-0.095
X4	-0.074	-0.271^*	-0.185
X5	-0.165	0.145	-0.018	-0.383^**
X6	0.137	0.197	0.086	-0.086	0.133
Z1	-0.296^*	-0.078	0.071	0.025	-0.016	-0.186
Z2	0.008	-0.109	0.587^**	-0.209	-0.071	-0.180	-0.083
Z3	-0.013	-0.408^**	0.263^*	-0.075	0.145	0.128	-0.163	0.227
Z4	-0.285^*	-0.056	-0.104	-0.169	0.334^**	-0.011	0.121	-0.065	-0.003
Z5	-0.494^**	0.110	-0.320	0.120	0.084	-0.103	0.220	-0.025	-0.192	0.143
Z6	0.238	0.296^*	-0.083	-0.461^**	0.136	-0.097	-0.219	0.133	-0.034	-0.084	0.000
Y	0.139	0.181	0.277^*	-0.055	0.152	0.360^**	0.019	0.086	0.012	-0.149	0.129	0.005